Gestasyonel diyabette mitokondriyal disfonksiyonun araştırılması

Abstract

Amaç: Çalışmada ilk olarak gestasyonel diyabetli (GDM) kadınların plasentalarında, füzyon belirteçlerinin ve mitokondriyal katlanmamış protein cevabından (mtUPR) sorumlu belirteçlerin ekspresyonlarının, sağlıklı plasentalar (kontrol) ve doğumdan önce diyabete sahip (Pre-DM) kadınların plasentaları ile karşılaştırılması amaçlandı. Daha sonra yüksek glukoz ortamındaki plasenta trofoblast hücrelerinde fisyonun kimyasal olarak inhibisyonunun, mitokondri fonksiyonlarına, apoptoza, otofajiye, inflamazom ekspresyonlarına ve insülin sinyallemesi üzerine etkilerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Gereç ve Yöntem: İlk aşamada, kontrol (n=17), GDM (n=20) ve Pre-DM (n=10) gruplarındaki plasentalarda füzyon dinamikleri ve mitokondriyal biyogenezde görevli mRNA ekspresyonları qPCR ile karşılaştırıldı. Sonra bu gruplarda vücut kitle indekslerine göre bir alt gruplandırma yapılarak gruplar “obez ve zayıf” olarak tekrar ayrıldı. Bu gruplarda yine füzyon dinamikleri ve mitokondriyal biyogenezde görevli mRNA ekspresyonları qPCR ile saptandı. Ardından füzyon belirteçleri ile mtUPR’ de görevli protein ekspresyonları western blot ile tespit edildi. İkinci aşamada trofoblast hücreleri normal (5mM) ve yüksek glukoz (25mM) ortamında 24 saat ve 48 saat kültüre edildi. Bu uygulamada hücrelerdeki fisyon ve füzyon belirteçleri western blot ile saptandı. Ardından hücrelere fisyon inhibitörleri mdivi-1, dynasore ve P-110 iki farklı dozda uygulanarak fisyonun inhibe edilmesi sağlandı. Fisyon inhibisyonuyla birlikte insülin sinyali ve otofaji yolunda görülen değişiklikler western blot ile saptandı. Daha sonra qPCR ile füzyon belirteçleri, mitokondriyal antioksidan enzim kapasiteleri, otofajide, apoptozda ve mtUPR’ de görevli mRNA ekspresyonları ile inflamazom mRNA ekspresyonları tespit edildi. Akabinde hücrelere canlılık testi uygulandı. Son olarak akış sitometrisiyle mitokondri potansiyeli ve hücredeki reaktif oksijen türevleri (ROS) durumları belirlendi. Bulgular: İlk kısımda GDM ve Pre-DM gruplarında kontrol grubuna kıyasla füzyon belirteçlerinde anlamlı bir azalma tespit edildi. Obez ve zayıf olarak ayrılan alt gruplarda obezitenin füzyon üzerine etkisi vardı. Fakat hastalar obez olsun ya da olmasın diyabet, mitokondri füzyonunun, mitokondri biyogenezinin ve mtUPR cevabının azalmasına neden oldu. İkinci kısımda yüksek glukoz ortamında trofoblast hücrelerinde fisyon anlamlı olarak artarken füzyon azaldı. Bu artış inhibitörlerle bloke edildiğinde insülin sinyalinde bir düzelme saptandı. Ayrıca mitokondriyal fisyonun engellenmesi ROS’ un anlamlı derecede azalmasını ve mitokondriyal antioksidan enzim mRNA ekspresyonlarının artmasını sağladı. mtUPR’ de görevli protein ekspresyonları fisyonun inhibe edilmesine yanıt olarak anlamlı derecede azaldı. Dahası fisyon inbisiyonu hücrelerde apoptozun önüne geçilmesine katkıda bulunurken, inflamazom mRNA ekspresyonlarını anlamlı derecede azalttı. Son olarak yüksek glukoz nedeniyle düşen mitokondri potansiyeli, fisyonun inhibisyonuyla anlamlı derecede arttı. Sonuç: GDM ve Pre-DM plasentada mitokondri füzyonunda ve biyogenezinde bir azalmaya yol açmaktadır. Obezite bu azalmaya katkıda bulunurken diyabet etkeni bu azalmanın ana nedenidir. Benzer şekilde füzyon ve mtUPR protein seviyeleri GDM ve Pre-DM plasentalarında azalmıştır. Trofoblast hücrelerinde fisyonun inhibe edilmesini sağlayan kimyasallar, hamilelikte görülen diyabet tablolarında potansiyel terapötikler olarak; başta mitokondri fonksiyonunda iyileşmeye olanak sağlamış, insülin sinyalini düzenlemiş, apoptozun, otofajinin ve inflamazom ekspresyonlarının önüne geçilmesini sağlamıştır.